[發明專利]一種適用于高外壓環境的玻璃纖維增強粘結柔性管

在審

• 申請號: 201811464410.6
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109323058A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 張霄杰;劉暢;白勇;張宗政;張大朋
• 申請（專利權）人: 寧波歐佩亞海洋工程裝備有限公司
• 主分類號: F16L11/10
• 分類號: F16L11/10;F16L11/24
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 龍湖浩

本發明公開了一種適用于高外壓環境的玻璃纖維增強粘結柔性管，其結構由內向外依次包括熱塑性襯里層、金屬骨架層、熱塑性功能層、螺旋纏繞在熱塑性功能層上的玻璃纖維增強層和外保護層。本發明相比傳統的粘結非金屬增強柔性管三層結構來說，增加了一層金屬骨架層和熱塑性功能層，利用金屬波紋管和螺旋鋼絲或鋼帶軸向彎曲能力和較高環向剛度的特點，使柔性管能夠維持一定的柔性要求，滿足柔性管最小彎曲半徑要求的同時，又能使能夠其具有較高的抗外壓能力適用于高外壓的工程環境，本發明專利具有高抗外壓能力的同時，金屬骨架層也能提供一定的抗內壓能力和抗拉能力。

技術領域

本發明專利涉及到一種粘結柔性管，特別涉及一種適用于海洋、埋地等高外壓環境的玻璃纖維增強粘結柔性管，其可以應用于海洋及陸上油氣工程、市政輸水工程及建筑暖通工程等領域。

背景技術

柔性管作為一種新型管線產品，最早是在20世紀70年代被開發出來。由于其相比于鋼管和鋼筋混凝土管具有較強的變形能力、較好的抗腐蝕能力以及較好的耐疲勞性等優點，因此，被主要應用于海洋環境等動力荷載占主導地位和存在腐蝕介質的工程環境中。

柔性管通常是由熱塑性樹脂基體和增強材料組成的復合材料管，通常由襯里層、增強層和外保護層三層結構組成。目前，柔性管按材料和結構形式可劃分粘結柔性管和非粘結柔性管。粘結柔性管是指，柔性管的各層之間相互粘結在一起，各層之間沒有間隙，如附圖1所示，包括襯里層1、增強層2和外保護層3，非粘結柔性管是指，柔性管的增強層和襯里層以及外保護層之間相互分離，各層之間有一定的間隙，又稱環形域，如附圖2所示，包括襯里層4、環形域5、增強層6、環形域7和外保護層8，非粘結柔性管各層之間能有一定的相對位移，環形域之間容易形成氣聚，造成環形域中的壓力增加，從而使管道內外層發生爆破。此外，根據增強材料的不同，柔性管又可以分為金屬增強柔性管和非金屬增強柔性管。金屬增強柔性管是指，柔性管的增強層主要由金屬材料組成，例如鋼帶、鋼絲等材料；非金屬增強柔性管是指，柔性管的增強層主要由非金屬材料組成，例如玻璃纖維、芳綸纖維和碳纖維等。本發明專利屬于非金屬增強粘結柔性管。

目前，非金屬增強粘結柔性管結構上，主要由熱塑性樹脂襯里層、非金屬增強層和外保護層三層結構組成，各層之間相互粘結在一起。由于非金屬增強粘結柔性管所使用的材料抗壓能力不強，造成非金屬增強粘結柔性管的環向剛度較低，因此，非金屬增強粘結柔性管的抗外壓能力較弱。

發明內容

針對目前非粘結柔性管具有環形域容易產生氣聚，增強層抗磨擦能力不足，以及增強層容易受到管內外物質侵蝕等缺點；金屬粘結柔性管具有自重較大，抗腐蝕能力差等缺點；非金屬粘結柔性管具有環向剛度不足，抗外壓能力差等缺點。本發明專利提供了一種具有較好變形能力、較小的彎曲半徑、良好的抗內壓能力；較好抗腐蝕能力、不易產生氣聚，并且具有良好抗外壓能力的適用于高外壓環境的玻璃纖維增強粘結柔性管。

本發明采用如下技術方案：

一種適用于高外壓環境的玻璃纖維增強粘結柔性管，其結構由內向外依次包括熱塑性襯里層、金屬骨架層、熱塑性功能層、螺旋纏繞在熱塑性功能層上的玻璃纖維增強層和外保護層，其中，熱塑性襯里層和金屬骨架層、金屬骨架層和熱塑性功能層、熱塑性功能層和玻璃纖維增強層、玻璃纖維增強層與外保護層之間均相互粘結在一起，形成玻璃纖維增強粘結柔性管的管體。

作為優選，所述熱塑性襯里層采用熱塑性樹脂。優選聚乙烯（主要為高密度聚乙烯HDPE和超高相對分子質量聚乙烯UHMWPE）、聚丙烯、聚丁烯、聚烯烴樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、ABS樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯樹脂、聚酰胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、熱塑性聚酯樹脂（PET、PBT等）、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亞胺樹脂等熱塑性樹脂，可以根據柔性管的應用環境以及管內輸送介質，選擇合適的材料。襯里層作用主要是為管內流體提供光滑內壁，為管內輸送介質提供保溫效果，并為金屬骨架層提供防腐蝕保護。